题目内容
【题目】钠、钾的碘化物在生产和科学实验中有十分重要的应用.工业利用碘、NaOH和铁屑为原料可生产碘化钠,其生产流程如图1:
(1)NaOH溶液和碘反应时需要严格控制温度,如果温度过低,会生成碘的低价副产品NaIO.若NaOH溶液和碘反应时所得溶液中IO3﹣与IO﹣的物质的量之比为1:1,则该反应的离子方程式为 .
(2)生产流程中加入过量铁屑的目的是 , 过滤所得固体中除剩余铁屑外,还有红褐色固体,则加入铁屑时发生反应的化学方程式是 .
(3)溶液2中除含有H+外,一定含有的阳离子是;试设计实验证实该金属阳离子的存在 .
(4)溶液2经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O),称取3.60g草酸亚铁晶体(相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图2所示:分析图中数据,根据信息写出过程Ⅰ发生2的化学方程式 .
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式 .
【答案】
(1)4I2+8OH﹣=IO3﹣+IO﹣+6I﹣+4H2O
(2)将NaIO3完全转化为NaI;3H2O+2Fe+NaIO3=NaI+2Fe(OH)3↓
(3)Fe2+;取溶液少量加高锰酸钾溶液,若溶液褪色则含Fe2+ , 反之不含
(4)FeC2O4?2H2O FeC2O4+2H2O;Fe2O3
【解析】解:(1)NaOH溶液和碘反应时所得溶液中IO3﹣与IO﹣的物质的量之比为1:1,若均为1mol,由电子守恒可知,生成I﹣为 =6mol,结合电荷守恒及原子守恒可知离子反应为4I2+8OH﹣=IO3﹣+IO﹣+6I﹣+4H2O,所以答案是:4I2+8OH﹣=IO3﹣+IO﹣+6I﹣+4H2O;(2)加入过量铁屑的目的是将NaIO3完全转化为NaI,加入铁屑时发生反应的化学方程式为3H2O+2Fe+NaIO3=NaI+2Fe(OH)3↓,所以答案是:将NaIO3完全转化为NaI;3H2O+2Fe+NaIO3=NaI+2Fe(OH)3↓;(3)固体中除剩余铁屑外,还有红褐色固体,加硫酸得到溶液2除含有H+外,固体完全溶解,一定含有的阳离子是Fe2+ , 证实该金属阳离子的存在方法为取溶液少量加高锰酸钾溶液,若溶液褪色则含Fe2+ , 反之不含,
所以答案是:Fe2+;取溶液少量加高锰酸钾溶液,若溶液褪色则含Fe2+ , 反之不含;(4)①3.60g草酸亚铁晶体,物质的量为0.2mol,过程I使其质量减少3.60﹣2.88g=0.72g,恰好为0.4mol水的质量,则过程Ⅰ发生的反应是:草酸亚铁晶体受热失去结晶水,反应的化学方程式为:FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O,
所以答案是:FeC2O42H2O FeC2O4+2H2O;
②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为:3.6g× ×100%=1.12g,草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中,
氧化物中氧元素的质量为:1.60g﹣1.12g=0.48g,
铁元素和氧元素的质量比为:1.12g:0.48g=7:3,
设铁的氧化物的化学式为FexOy ,
则56x:16y=7:3,
x:y=2:3,
铁的氧化物的化学式为Fe2O3 ,
所以答案是:Fe2O3 .